[高二理化生]第3章烯烃化工.ppt

第3章 烯烃（alkenes） 烯烃: 分子中含有碳碳（C=C）双键的烃。 “ C=C ”是烯烃的官能团，书写结构时必须写出。 如丙烯结构： CH3CH=CH2 √ CH3CHCH2 ╳ 通式： 3.1.1 Ｃ的sp2杂化 乙烯中的Ｃ在杂化时，有一个Ｐ轨道未参与杂化，只是Ｃ的２s与两个２p轨道发生杂化，形成三个相同的sp2杂化轨道，三个sp2杂化轨道分别指向平面三角形的三个顶点。未杂化p轨道垂直于sp2杂化轨道所在平面。杂化轨道间夹角为120°。 3.1.2乙烯的结构 乙烯分子中的“ C=C ”不是两个完全相同的?键，现代物理方法测定表明，乙烯分子中，双键的C-H、C-C键比烷烃中相应的C-H、C-C ?键的键长要短。 sp2杂化 乙烯分子中的碳原子采取sp2杂化。 杂化的结果： 烯烃的结构 在烯烃中，不与双键直接相连的碳原子采用sp3杂化方式。烯烃与烷烃的区别仅在于与双键直接相连的碳原子采用的是sp2杂化方式。 乙烷与乙烯的比较 ?键的特点 一个?键由于分成了两块，相对?键来说结构较为松散，易流动。重叠小，结合力也较弱。离核远，受到核的引力也小，容易受到其它基团的影响而极化，较容易发生化学反应（这就是为什么双键较单键短，却更活泼的原因） 。 ?键是侧面重叠而成，原子在旋转时， ?键会被破坏，双键中有一个?键和?键，因?键不能旋转，所以双键不能够自由转动（烯烃中顺反异构体的成因）。 3.1.3 ?键和?键比较（1） ?键和?键比较（2） 3.2 烯烃的同分异构 Ｃ4的烯烃开始出现异构体，由于烯烃含有不能自由旋转的“C=C”官能团，所以烯烃的同分异构现象比烷烃更为复杂，异构体数目也较烷烃多。 如丁烷有２个异构体，丁烯则有４个。 烯烃的同分异构种类主要有以下三种： 1. 碳链异构 2. 官能团异构 3. 顺反异构 1.碳链异构 由碳链连接次序的方式不同引起的异构现象。如：1-丁烯和2-甲基丙烯 2.官能团异构 由烯烃官能团“双键”在碳链上位置的不同而引起的异构现象。如： 1-丁烯 和 2-丁烯 3.顺反异构 由于双键不能旋转，导致分子中原子或原子团在空间排布不同引起的同分异构现象。如：在2-丁烯中存在以下两种异构体。 练习：C5H10的同分异构体 碳链异构 产生顺反异构体的条件 从上面例子中可以发现并不是所有的烯烃都有顺反异构体，只有符合一定条件的烯烃才会产生顺反异构体。 3.3 烯烃的命名法 一、衍生物命名法（1） 烯烃采用这种方法是以乙烯为母体，其他烯烃都看作是乙烯的衍生物。 衍生物命名法（2） 但象这样的烯烃同分异构体又如何命名呢？ 二、系统命名法 烯烃的衍生物命名法同样由于规则较简单，使得这种命名法对结构复杂的烯烃无法命名。 这样我们就需要用到系统命名法。 烯烃的系统命名法的命名步骤与烷烃的命名步骤相同，只是烯烃有双键官能团，所以在命名规则上稍有不同。 1.选主链 选含有“ C=C ”的最长碳链为主链，并按主链碳数称“ X烯 ”。 2.主链编号 从最靠近双键的一端开始给主链编号。 将最先遇到的双键碳的编号作为双键的位置，并用阿拉伯数字写在母体名前，中间加短线隔开。 3.书写名称 将取代基的数量、名称按由小到大的次序依次写在主链全名前。 4.多个双键 有多个双键时，选主链要尽量将所有双键都包含进去。母体按双键个数称“ X二烯 ”或“ X三烯 ” 支链中含有双键时称为“ X烯基 ”。例： 例1： 6-甲基-3-庚烯 3-甲基-2-乙基-1-丁烯 例2： 3-甲基-6-乙基- 4-辛烯 6-甲基-3-乙基-3-辛烯 例3： 3-乙烯基-1，3，5-辛三烯 三、烯烃顺反异构体的命名 对于象这样的烯烃顺反异构体，又有什么方法可以表示它们不同的结构呢？ 顺反命名法和Z/E命名法就是专门解决这个问题的。 1.顺反命名法 若在双键两端连有相同基团，则以此基团为准，在双键同侧为顺式，异侧为反式，并分别在其系统命名前加“ 顺– ”或“ 反– ”。 缺点： 双键两端若没有相同基团则不能用此法命名。如以下两种有机物又该如何命名呢？ 2. Z/E 命名法 用“ Z ”（德语，Zusammen，共同）表示同侧。 用“ E ” （德语，Enlgegen，相反 ）表示异侧。 Z/E命名法是用固定的“ 次序规则 ”来规定顺反异构体名称的。 1.Z/E命名法基本原则 次序大的基团在双键同侧时，则为“ Z ”式。 次序大的基团在双键异侧时，则为“ E ”式。 2.次序规则（1） 规定各种取代基的优先次序，有以下三点： ①.与双键直接相连的原子，按原子序数大小排序，大的次序在前优先，小的在后。 原子序IBrClSPFONCD(氘)H 相应的-I-Br-Cl-F-OH-NH2-CH3-H 次序规则（